Прием заявок для участия в конкурсном отборе на образовательную программу был открыт
до 20 сентября 2020 года
К участию в программе допускались только зарегистрировавшиеся школьники
По вопросам участия в программе просим обращаться по адресу nauka@sochisirius.ru.
Образовательная программа была направлена на формирование у школьников представлений о современной методологии и технике лабораторного химического синтеза и анализа.
В рамках программы были освещены аппаратные возможности и инструменты современных синтетических лабораторий. Учащиеся познакомились с теорией механохимических, фотохимических, электрохимических и микроволновых методов синтеза органических и неорганических соединений. Особое внимание было уделено свойствам (в т.ч. органолептическим) синтезируемых веществ и их связи со структурой соединений, а также сфере их применения.
В программу вошли научные и научно-популярные лекции профессора кафедры органической химии Института химии СПбГУ, доктора химических наук Карцовой Анны Алексеевна «Удивительный углерод» и «Аллотропные модификации углерода» и лекция «Алмазоподобные углеводороды: путь длиною в век» доцента Самарского государственного технического университета, доктора химических наук Яшкина Сергея Николаевича, семинары, олимпиадные тренинги, отборочный этап городской олимпиады СПбГУ по химии (1-й уровень) и научно-практическая конференция по итогам выполнения исследовательских проектов.
Лекции ведущих преподавателей
Яшкин Сергей Николаевич «Алмазоподобные углеводороды: путь длиною в век»: Одним из основных и интереснейших представителей алмазоподобных углеводородов является адамантан (буквальный перевод этого слова «алмазоподобный») – уникальная каркасная органическая молекула, обладающая кристаллической решеткой алмаза. В лекции пойдет речь об обнаружении адамантана в нефти и различных попытках синтеза этого соединения, его строении и свойствах, о диамандоидах и применении их в электронике, о наноалмазах и алмазоподобных покрытиях. На основе адамантана создаются оптические стекла, лекарственные препараты. Рассматриваются пути молекулярного дизайна в фармакологии адамантана, а также комплексы типа «гость-хозяин» с его участием.
Адамантильный фрагмент, обладая высокой липофильностью, может выполнить роль «пули», свободно проникающей сквозь биологические мембраны. Адамантан является важнейшим синтоном для получения многих органических соединений для нефтехимии, полимерной химии.
Олимпиадные тренинги
9 класс
Общая химия
Термохимия
10 класс
Органическая химия 1
Органическая химия 2
Общая и неорганическая химия
Неорганическая химия
11 класс
Общая и органическая химия
Органическая химия
Физическая химия
Олимпиада (районный этап ВсОШ)
В ходе программы школьники приняли участие в исследовательских проектах:
1. Синтез и изучение свойств азокрасителей
2. Хроматографический профиль антиоксидантов растений субтропического культур
3. Кристаллизация комплексных соединений из многокомпонентных растворов электролитов
4. Пара жемчужин из богатого мира наночастиц: магнитная жидкость и коллоидное золото
5. Определение содержания тяжелых металлов в почвах различных регионов России
6. Простые синтезы для аналитической электрохимии: сенсорные покрытия на основе галогенидов серебра
7. Применение современных ионно-обменных материалов для разделения ионов редкоземельных элементов
8. Синтез люминесцентных металл-органических каркасных структур лантаноидов для создания флуоресцентных красок
9. Влияние растворителя на синтез и свойства металл-органических структур
10. Ядерный магнитный резонанс в земном поле
11. Разработка и анализ перспектив нестандартных путей использования супергидрофобных покрытий
Описание проектов
1. Синтез и изучение свойств азокрасителей
Руководитель проекта: Коронатов А.Н.
Аннотация: Проект направлен на формирование у школьников представлений о взаимосвязи свойств органических веществ с их строением на примере некоторых азосоединений. Ароматические азосоединения были открыты в середине XIX века и получили разнообразное промышленное и лабораторно-практическое применение. В промышленности главной областью применения ароматических азосоединений является использование их в качестве красителей, которыми окрашивают ткани самого различного вида, кожу, мех, дерево, бумагу, различные виды пластмасс, резину, пищевые продукты, лекарственные средства и т.д. Также азокрасители получили широкое применение в качества кислотно-основных индикаторов. Помимо этого, некоторые азосоединения применяются в органическом синтезе в качестве исходных веществ для получения ряда гетероциклических структур.
В теоретической части проекта рассматриваются методы синтеза и свойства азосоединений и связанных с ними классов органических веществ — аминов, солей диазония. Учащиеся познакомятся с теорией цветности, электронными эффектами заместителей, основами ультрафиолетовой спектроскопии и спектроскопии ядерного магнитного резонанса, овладеют основами органического синтеза, а также основными методами очистки и идентификации органических веществ. Ключевыми практическими задачами являются получение ряда азосоединений и изучение их спектральных и кислотно-основных свойств. Полученные данные позволяют выявить на практике основные закономерности в изменении свойств соединений в зависимости от их строения. В завершение проекта с помощью синтезированных азосоединений будет проведена окраска образцов одежды.
Главные результаты
– Синтез азосоединений и исследование кислотно-основных свойств,
– синтез триазена,
– синтез изоксазолона,
– выяснение механизма в реакции получения изоксазолона,
– подтверждение структуры с использованием спектров поглощения поглощения и протонно-магнитного резонанса.
2. Хроматографический профиль антиоксидантов растений субтропического культур
Руководитель проекта: Бессонова Е.А.
Волонтер проекта: Кравченко А.В.
Аннотация: Хотя кислород необходим для жизни человека, он также может и повредить клетки, когда в определенных химических процессах образуются свободные радикалы кислорода. Эти радикалы способствуют старению и участвуют в возникновении многих заболеваний, включая атеросклероз и рак. Многочисленные вещества, называемые антиоксидантами, встречающиеся в природе и в организме, функционируют в качестве защитных агентов против свободных радикалов кислорода. Известны фармакологические препараты, являющиеся синтетическими аналогами природных антиоксидантов, однако их перечень весьма ограничен. В связи с проблемами безопасности применения синтетических антиоксидантов, актуальным является поиск их природных источников.
Известно, что чайные и цитрусовые культуры, обладают широким спектром биологической активности. В работе в качестве объектов исследования будут выступать растения субтропического происхождения (чай и сорта цитрусовых культур), произрастающие в Краснодарском крае, плоды и листья которых имеют в питании человека большое профилактическое, лечебное и диетическое значение. В них содержатся такие биологически активные компоненты, как полифенолы, аминокислоты, витамины, сахара и органические кислоты, которые являются хорошо известными маркерами спелости, вкуса, запаха и качества продуктов растительного происхождения. Определение этих веществ в различных сортах хурмы, чая, цитрусовых позволяет предсказать и обосновать антиоксидантную и антибактериальную активность данных плодов, а также их листьев, что может быть использовано при селекционировании, разработке природных лекарственных препаратов, выборе наиболее перспективных сортов. Эта задача может быть решена с использованием современных физико-химических методов анализа смесей веществ: жидкостной хроматографии и капиллярного электрофореза, позволяющих одновременно определить несколько компонентов различной природы в одной пробе и получить характеристические профили образцов.
В ходе проекта участники изучат теоретические и практические основы хроматографии и капиллярного электрофореза, проведут сравнительный анализ результатов, полученных этими методами. Особое внимание в проекте будет уделено разработке способа подготовки образца к анализу, включающую очистку и концентрирование определяемых веществ. Участники проекта познакомятся с актуальными методами хемометрической обработки многомерных данных, которые позволят связать качество исследуемых объектов и их полезные свойства с содержанием конкретных компонентов и, тем самым, оптимизировать технологию его производства и сделать выбор наиболее перспективных сортов.
Главные результаты
В результате проведенных исследований предложен экспрессный вариант определения кофеина и катехинов, и аминокислот в чае и мандаринах методом ВЭТСХ с видеоденситометрическим детектированием.
Изучена МГК-модель по профилям полифенолов и аминокислот селекционных и ферментированных сортов чая. Выявлены доминирующие аналиты (аминокилослоты – серин, глутаиноквая кислота, аспарагиновая кислота и катехины – эпигаллокатехин галлат, эпикатехин галлат и галлокатехин), определяющие различие между сортами чая.
3. Кристаллизация комплексных соединений из многокомпонентных растворов электролитов
Руководитель проекта: Богачев Н.А.
Волонтер проекта: Толмачев М.В.
Аннотация: Настоящая работа является продолжением проектов двух прошлых смен. Проект находится на стыке двух наук — физической и неорганической химии — и направлен на экспериментальный поиск закономерностей, управляющих формированием сольватов определенного состава и структуры в многокомпонентных растворах, содержащих органические растворители и соли элементов-комплексообразователей. В рамках работы по проекту участникам будет предложено совместить исследования первых двух лет, и, опираясь на полученные на прошлых сменах результатах, исследовать новые объекты для подтверждения ранее обнаруженных закономерностей в связях свойств компонентов многокомпонентных растворов и строением кристаллизующихся из них соединений. Принципиальным отличием настоящего проекта от предыдущих в части объектов исследования станет изучение сольватов не только солей переходных элементов, но и солей p-элементов, а также трехкомпонентных систем, содержащих две соли и один растворитель.
Участие в проекте с образовательной точки зрения позволит ребятам изучить (или глубже узнать) такие темы и области химии, как: сольватация, теория растворов, координационная химия, теория кристаллического поля, теории кислот и оснований (включая теорию ЖМКО), неорганический синтез.
С научно-практической точки зрения участники получат возможность ознакомиться с методами рентгеноструктурного анализа, порошковой рентгеновской дифракции, колебательной спектроскопии, комплексонометрического и окислительно-восстановительного титрования, а также с базовыми принципами работы с лабораторным оборудованием для проведения неорганического синтеза. Для обработки полученных экспериментальных данных участники будут обучены приемам расшифровки результатов рентгеноструктурного анализа и поиска необходимых кристаллографических данных в Кембриджской базе CCDC.
Главные результаты
Впервые определена растворимость солей в четырех тройных системах: ZnCl2-DMSO-DMA, ZnCl2-DMSO-DX, ZnCl2-CdCl2-DMSO, CoCl2-DMSO-DMA.
– Получено и структурно охарактеризовано новое соединение [Zn(DMSO)6][ZnCl3(DMSO)]2(DX),
– показано подобие систем-аналогов MeCl2-DMSO-DX (Me = Co, Cd, Zn): в обеих кристаллизуются изоструктурные сольваты смешанного состава в бинарном растворителе,
– обнаружено формирование двойных солей в тройной системе CdCl2-ZnCl2-DMSO,
– обнаружена связь растворимости и диэлектрической проницаемости растворителей — растворимость в тройных системах уменьшается при переходе от более полярного к менее полярному растворителю.
4. Пара жемчужин из богатого мира наночастиц: магнитная жидкость и коллоидное золото
Руководитель проекта: Ванин А.А.
Волонтер проекта: Смирнов А.Н.
Аннотация: В ходе выполнения проекта участники познакомятся с подходом «снизу вверх» при создании наноматериалов, суть которого в направленном химическом синтезе из ионов и молекул частиц нанометрового размера и последующем приготовлении коллоидных систем. В теоретической части будут рассмотрены темы: синтез наночастиц, приготовление и устойчивость коллоидных систем, взаимодействие электромагнитного поля с веществом.
В практической части проекта предлагается:
– получить наночастицы магнетита и золота, стабилизировать дисперсии наночастиц,
– приготовить магнитные жидкости на гексановой основе и исследовать их магнитные и коллоидно-химические свойства,
– варьировать размер и форму наночастиц, управляя условиями синтеза,
– подтвердить размеры наночастиц золота спектрометрически.
Главные результаты
– Получен магнитный абсорбент для поглощения ионов тяжелых металлов,
– разработан быстрый и специфичный качественный тест на антибиотики (Ампициллин),
– разработана методика определения содержания АФС в ГЛФ (АФС – активная фармацевтическая субстанция – фолиевая кислота; ГЛФ – готовая лекарственная форма – таблетки фолиевой кислоты (1 мг).
5. Определение содержания тяжелых металлов в почвах различных регионов России
Руководители проекта: Савинов С.С.
Волонтер поекта: Кудряшов Д.В.
Аннотация: Проект направлен на получение практических навыков в области аналитической химии (количественного химического анализа). Учащиеся получат опыт планирования аналитического эксперимента, познакомятся на практике с методиками пробоподготовки реальных природных объектов и последующего определения микроэлементного состава современными методами анализа, которые используются в практической деятельности химика-аналитика. Кроме того, учащиеся получат представления о способах обработки экспериментальных данных, приобретут опыт интерпретации результатов и их публичного представления.
Тяжелые металлы — группа элементов, оказывающих токсичное влияние даже при малых концентрациях. Тяжелые металлы попадают в почву обычно из техногенных источников и впоследствии накапливаются в поверхностном слое почвы. Их присутствие отрицательно сказывается на свойствах почвы и ее плодородии. Кроме того, металлы (как и другие элементы) из почвы попадают в растения и накапливаются в их тканях. Затем по трофическим цепям они попадают в другие живые организмы, в том числе и в организм человека.
Целью работы является определение концентраций веществ (в т.ч. тяжелых металлов) в почвах г. Сочи и Санкт-Петербурга и сопоставление получаемых результатов. Схема реализации проекта включает следующие пункты:
– литературный обзор: знакомство с составом и свойствами почв, нормативными документами, регламентирующими содержание металлов в почвах, научными публикациями, посвященными анализу почв,
– отбор образцов почв на территории г. Сочи (пробы почв из г. Санкт-Петербурга будут предоставлены),
– предварительная подготовка (усреднение и измельчение) анализируемых образцов,
– экспериментальное сравнением способов пробоподготовки (экстракции) анализируемых образцов для последующего определения металлов (на примере Mn),
– определение содержания подвижных форм тяжелых металлов в почвах методом молекулярной фотометрии,
– определение содержания углерода органических соединений в почвах титриметрическим методом,
– определение содержания фторидов в почвах и кислотности потенциометрическим методом,
– сравнительный качественный анализ образцов почв методом дуговой атомно-эмиссионной спектрометрии,
– метрологическая обработка получаемых данных, определение средних значений и доверительных интервалов, сравнение результатов с ПДК,
– статистическая обработка получаемых данных, сравнение состава различных образцов,
– подготовка научного доклада по результатам работы с его последующей презентацией на отчетной конференции.
Главные результаты
Установлено:
– разные методики пробоподготовки дают различные результаты определения подвижных форм металлов для разных проб,
– содержание углерода в почве Санкт-Петербурга — 4,4%, в Сочи — 1,6%,
– актуальная кислотность в pH составляет 7,2 для Санкт-Петербурга, 7,9 — для Сочи, обменная кислотность в pH 5,5 для Санкт-Петербурга, 6,7 — для Сочи,
– содержание тяжелых металлов (Mn, Zn, Pb, Co) в Санкт-Петербурге и в Сочи не превышает ПДК,
– содержание фторидов в почве г. Сочи превышает ПДК менее, чем в два раза.
6. Простые синтезы для аналитической электрохимии: сенсорные покрытия на основе галогенидов серебра
Руководитель проекта: Калиничев А.В.
Волонтер проекта: Тюфтяков Н.Ю.
Аннотация: Суть проекта заключается в исследовании условий получения галогенид-серебряных электродов второго рода и апробация их в качестве электродов сравнения в прямой потенциометрии.
Целью проекта является обучение школьников теоретическим основам функционирования гальванических ячеек и электродов, химическим и электрохимическим методам получения нерастворимых покрытий для создания электродов второго рода и принципам их применения в качестве электродов сравнения.
Задачами и результатами проекта будут являться:
– теоретическая подготовка: понимание школьниками основных физико-химических процессов, лежащих в основе электроаналитической химии (электрохимическое равновесие, понятие гальванического элемента, принцип действия электродов первого и второго рода, понятие об электродах сравнения, равновесные электрохимические измерения и метод прямой потенциометрии, основы функционирования гальваностатов и высокоомных вольтметров),
– экспериментальная подготовка (освоение химической и электрохимической методик получения покрытий на основе галогенидов серебра для создания электродов второго рода; получение навыков измерений э.д.с. в простых гальванических ячейках, интерпретации электрического сигнала),
– формирование универсальных исследовательских навыков: установление связи между условиями получения нерастворимых покрытий (природой и концентрацией электролитов, используемых для осаждения, временем синтеза, плотностью тока) и их свойствами на микро- и макроуровне (морфологией поверхности, однородностью, толщиной, а также стабильностью и воспроизводимостью электродного потенциала),
– создание работоспособных электродов сравнения на основе галогенидов серебра и количественная проверка их работоспособности в ходе прямой потенциометрии.
Главные результаты
– Синтезированы галогенидсеребряные покрытия: хлоридные, бромидные, иодидные,
– созданы работоспособные электроды сравнения,
– установлены оптимальные значения концентрации и силы тока для успешного проведения синтеза,
– исследована методами микроскопии морфология полученных образцов.
7. Применение современных ионно-обменных материалов для разделения ионов редкоземельных элементов
Руководитель проекта: Курапова О.Ю.
Аннотация: Проект знакомит обучающихся с теоретическими и практическими аспектами протекания ионно-обменных процессов, строением и свойствами органических и неорганических ионнообменных материалов, а также основами физической химии. Особое внимание в проекте будет уделено изучению химического равновесия. В настоящее время ионный обмен играет значительную роль для обеспечения безопасности на производствах, очистки сточных вод, очистки растворов от определенного типа ионов (катионов тяжелых металлов, радионуклидов, умягчения воды), получения веществ, прямой синтез которых невозможен, разделения аминокислот и витаминов. Участникам проекта предлагается ознакомиться с основами синтеза и анализа структуры ионно-обменных материалов методами РФА и гранулометрии, экспериментального определения основных физико-химических характеристик ионообменных материалов (констант обмена, обменной емкости), а также самостоятельного подбора оптимальных условий для разделения смесей Zn2+ и Cu2+ , а также «дидима» на Pr3+ и Nd3+.
Главные результаты
– Освоен синтез и анализ структуры ионообменных материалов методами РФА и гранулометрии,
– проведено экспериментального определения основных физико-химических характеристик ионообменных материалов (констант обмена, обменной емкости),
– найдены оптимальные условия для разделения смесей Zn2+ и Cu2+,
– достигнуто селективное разделение «дидима» на Pr3+ и Nd3+.
8. Синтез люминесцентных металл-органических каркасных структур лантаноидов для создания флуоресцентных красок
Руководитель проекта: Мерещенко А.С.
Волонтер проекта: Видякина А.А.
Аннотация: Металл-органические каркасные структуры, обладающие люминесцентными свойствами, являются перспективными материалами для создания новых фотокатализаторов, фотогальванических элементов, фотоактивных наноматериалов, люминесцентных биомаркеров, сенсоров, препаратов для фотодинамической противораковой терапии и разработки новых методов органического синтеза. С целью рационального дизайна металл-органических каркасных структур, обладающих заданными люминесцентными характеристиками, необходимо глубокое понимание связи фотофизических свойств с их составом и строением. Многие соединения лантаноидов обладают выраженными люминесцентными свойствами за счет f-f переходов ионов лантаноидов. Однако, в связи с тем, что f-f переходы запрещены по симметрии, неорганические соединения лантаноидов слабо поглощают свет и, как следствие, слабо люминесцируют. Решением данной проблемы может быть перевод ионов лантаноидов в возбужденные электронные состояния не напрямую, а в результате передачи энергии, сенсибилизации. В качестве сенсибилизатора для соединений лантаноидов часто выступают органические молекулы, например, анионы бензолдикарбоновых и бензолтрикарбоновых кислот.
В данной работе будет проведён синтез металл-органических каркасных структур на основе смешанных терефталатов европия(III), тербия(III), празеодима(III), диспрозия(III), гадолиния(III), лютеция(III) и иттрия в водных и водно-органических растворителях. Синтез будет проводиться как при комнатной температуры при реакции солей терефталата с солями редкоземельных элементов, так и сольватермическим методом в автоклаве при температурах до 180 градусов Цельсия. Для полученных соединений будут изучены люминесцентные свойства, качественный и фазовый состав. По итогам работы из полученных материалов будут созданы люминесцентные краски, светящиеся различными цветами под действием ультрафиолетового света. Также будут проведены пробные эксперименты по созданию люминесцентных сенсоров на различные аналиты, такие как ионы тяжелых металлов и органические растворители.
Главные результаты
– Синтезированы смешанные терефталаты Tb-Gd, Eu-Gd, Tb-Lu изоструктурны терефталату тербия Tb2(1,4-bdc)3*4H2O. Установлено, что смешанные терефталаты Eu-Lu при низких концентрациях (< 10 ат.%) европия изоструктурны терефталату лютеция Lu2(1,4-bdc)3*10H2O, а при высоких концентрациях европия – терефталату тербия Tb2(1,4-bdc)3*4H2O.
– При возбуждении смешанных терефталатов, содержащих тербий и европий, в полосу поглощения терефталат иона на 254 нм наблюдается интенсивная люминесценция ионов тербия (488, 543, 586, 622 нм) и европия (577, 590, 615, 651, 700 нм).
– Показано, что с увеличением концентрации европия/тербия в смешанных терефталатах до 10% интенсивность люминесценции резко увеличивается, а затем плавно спадает.
– Установлено, что ионы Pb2+, Cu2+, Cr3+ и Fe3+ тушат люминесценцию терефталатов тербия и европия, что позволяет использовать данные терефталаты в качестве люминесцентных сенсоров. Тушение более выражено для смешанных терефталатов Tb-Lu, Eu-Lu и Tb-Eu-Lu.
– Разработаны люминесцентные краски на основе терефталатов тербия и европия. С помощью данных красок подготовлена иллюстрация к работе.
9. Влияние растворителя на синтез и свойства металл-органических структур
Руководитель проекта: Скрипкин М.Ю.
Волонтер проекта: Булдаков А.В.
Аннотация: Синтез и изучение свойств металлорганических каркасных структур является одной из наиболее быстро развивающихся областей современной координационной химии. Этот класс координационных полимеров находит все большее практическое применение благодаря своим каталитическим, люминесцентным, газопоглотительным свойствам. Большое внимание уделяется не только синтезу новых металлорганических каркасных структур, но и оптимизации уже существующих методов синтеза, таких как метод медленного испарения, сольвотермальный, микроволновый, механохимический и так далее. Одним из возможных путей достижения оптимальных характеристик этих материалов (степени кристалличности, пористости, газопоглотительной способности) является подбор соответствующего растворителя. Целью настоящего проекта и станет выявление эффекта состава смешанного водно-органического растворителя на состав и структуру металлорганических каркасных структур (metal-organic frameworks, MOFs).
В ходе работы предполагается осуществить синтез ряда MOF, содержащих в качестве металлоцентров ионы переходных металлов, а в качестве линкеров — бензол ди- и трикарбоксилат-анионы и 4,4’-бипиридин. В качестве растворителя будут рассмотрены смеси воды с органическими растворителями с разной донорной способностью: этанолом, N,N-диметилформамидом, диметилсульфоксидом. В ходе выполнения проекта участники приобретут навыки химика-синтетика, познакомятся (теоретически и частично — на практике) с такими методами синтеза, как взаимная диффузия растворов, медленное испарение, сольвотермальный, сонохимический, электрохимический синтез, освоят базовые методы химического анализа, получат навыки расшифровки колебательных спектров и дифрактограмм вещества, данных ТГ, ДТА и ДСК. Предлагаемый проект является частью проекта, поддержанного грантом РФФИ.
Главные результаты
– Синтезировано более 50 синтезов металл-органических каркасных структур,
– получено 15 уникальных МОФов,
– структура МОФов подтверждена методами РФА и рамановской спектроскопии,
– выявлены зависимости влияния состава растворителя на структуру исследованных МОФов.
10. Ядерный магнитный резонанс в земном поле
Руководители проекта: Иевлев А.В., Куприянов П.А.
Аннотация: Курс экспериментальных работ в рамках проекта по ядерному магнитному резонансу (ЯМР) в земном поле позволит школьникам полностью ознакомиться со всеми основными методами ЯМР, а также с его особенностями в слабых магнитных полях. Проект нацелен, в основном, на изучение возможностей ядерного магнитного резонанса, поскольку методы ЯМР являются одним из самых мощных инструментов для неразрушающего изучения как физико-химических свойств различных веществ, так и исследования самой структуры вещества. Кроме того, магнитный резонанс имеет достаточно широкие применения, такие как ЯМР-томография и магнитометрия, огромным плюсом к этому могут послужить возможности близких явлений электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР), с которыми также познакомятся участники проекта.
Порядок работ выстроен так, что школьники сначала получат необходимую начальную информацию о явлении и научатся работать с приборами: ЯМР-магнитометром и ЯМР-спектрометром, работающих в слабых магнитных полях. В этом проекте школьникам придется научиться настраивать экспериментальную установку, находить сигнал ЯМР, добиваться оптимальных режимов работы, регистрировать спектры ЯМР в земном магнитном поле, вычислять некоторые характеристики веществ, а также получать карты магнитного поля Земли.
Главные результаты
– Проведены измерения магнитного поля Земли с помощью низкополевого спектрометра,
– установлена временная вариация магнитного поля Земли, измеренная на внутреннем дворе школы,
– установлена вариация магнитного поля Земли с вариометрических станций, расположенных на примерно одной долготе(+/- 1,376°), а в углу зависимость наклонения вектора магнитного поля от широты, на которой расположена станция,
– обнаружен градиент МПЗ на участке около школы,
– измерено магнитное поле на участке около школы и градиент МПЗ на участке около школы.
11. Разработка и анализ перспектив нестандартных путей использования супергидрофобных покрытий
Руководиитель проекта: Рогожин В.Б.
Волонтер проекта: Лезова А.А.
Аннотация: В последнее десятилетие появилось большое количество исследований, раскрывающих возможности использования супергидрофобных покрытий не только для защиты от влаги, но и для решения других задач: в микрофлюидике, в концепции «лаборатория-на-чипе», в медицине для уменьшения тромбообразования и т.д. Однако спектр возможных применений этих покрытий далеко не исчерпан. Известно, что режим Касси-Бакстера характеризуется наличием газа в полостях поверхности, непосредственно контактирующей с жидкостью. Совокупность свойств подобного контакта, а именно, свободный обмен частицами через границу раздела газ-жидкость, малые коэффициенты трения жидкости о подобную поверхность, возможность резкого увеличения ее площади при фиксированном объеме за счет размещения в нем тонких пленок или волокон с супергидрофобным покрытием могут иметь прямое практическое применение.
В ходе выполнения проекта участники проанализируют перспективы практического применения супергидрофобных поверхностей в медицине для создания искусственного легкого, в биотопливной энергетике для решения задачи высокоэффективного отделения высоколетучих топливных компонент из водного раствора, а также для опреснения морской воды при сравнительно низких температурах и малых энергетических затратах. В рамках проекта будут рассмотрены особенности гидрофобных и супергидрофобных покрытий, пути стабилизации режима Касси-Бакстера. Участники создадут и исследуют свои конструкции, связанные с проблематикой проекта.
Главные результаты
– Созданы две модели искусственного легкого и продемонстрирована их эффективность; предложены пути дальнейшего усовершенствования,
– собраны и испытаны две установки, позволяющие опреснять морскую воду за счет энергии окружающей среды,
– собрана установка по непрерывному отделению высоколетучих компонентов на примере C2H5OH, которую можно применять непосредственно в биореакторе в процессе жизнедеятельности микроорганизмов,
– исследовано поведение ферромагнитных жидкостей на супергидрофобной поверхности и проанализированы возможности применения супергидрофобной поверхности в контакте с ферромагнитной жидкостью.
К участию в конкурсном отборе приглашаются учащиеся 9-11-х классов (на 1 сентября 2020 года) образовательных организаций, реализующих программы общего и дополнительного образования.
Отбор участников образовательной программы производится на основании рейтинга, определяемого на основании оценки достижений кандидата в олимпиадном движении и исследовательской работе.
Максимальный суммарный балл – 90.
Учитывается одно максимальное значение за участие в олимпиадах и одно за исследовательскую деятельность.
Шкала перевода достижений в рейтинговые баллы, а также список необходимых подтверждающих документов:
Олимпиадные успехи (максимальный балл – 50, учитываются только результаты 2019/2020 года)
Также могут быть учтены результаты регионального этапа Всероссийской олимпиады школьников:
- 80-100 баллов - 25
- более 100 баллов - 35
Результаты других олимпиад (в том числе муниципального этапа Всероссийской олимпиады школьников и отборочных этапов олимпиад перечня РСОШ) не учитываются.
Сведения для оценки академических достижений формируются автоматически на основании данных из Государственного информационного ресурса о детях, проявивших выдающиеся способности.
Прикладывать к заявке подтверждающие документы не требуется.
Исследовательская деятельность (максимальный балл – 40, учитываются только результаты 2019/2020 года).
Только в области химических наук
Подтверждающие документы – сканы дипломов и грамот, копия Положения о конференции, содержащая информацию о ее статусе (ссылка на интернет-ресурс, содержащий информацию о числе участников, призеров, победителей) информация о теме представленного доклада и реферат работы/презентация доклада.
Для перечисленных в ниже мероприятий представлять Положение и ссылки на интернет-ресурсы не нужно.
1. Школьные чтения имени Вернадского;
2. Школьные Харитоновские чтения;
3. Сахаровские чтения;
4. Конференция Intel Авангард;
5. Всероссийская научно-практическая конференции школьников по химии (СПбГУ);
6. Балтийский инженерный конкурс;
7. Открытая научно-практическая конференция школьников (Москва);
8. Международная научно-практическая конференция им. проф. Л.П.Кулева студентов и молодых ученых "Химия и химическая технология в XXI веке" (работает школьная секция);
9. Казань. "Нобелевские надежды КНИТУ";
10. Конкурс "Junior Skills";
11. Региональные и заключительные этапы Всероссийского турнира школьников по химии.
Координационный совет оставляет за собой право корректировать список по итогам экспертизы мероприятий. Окончательный список будет опубликован 28 сентября 2020 года.
К участию в образовательной программе не допускаются участники сентябрьской образовательной программы по химии (1-19 сентября 2020 года).
Школьники, приглашенные на ноябрьскую образовательную программу по химии, не смогут принять участие в апрельской образовательной программе по химии (2021 года).
Список школьников, приглашенных к участию в образовательной программе, публикуется на сайте Образовательного центра «Сириус» не позднее 28 сентября 2020 года.
Профессор кафедры органической химии Института химии СПбГУ, почетный профессор СПбГУ, лауреат премии «Золотое имя высшей школы», куратор химического отделения и преподаватель химии в Академической гимназии СПбГУ имени Д.К. Фаддеева, заслуженный учитель России, доктор химических наук
Доцент кафедры органической химии Санкт-Петербургского государственного университета, преподаватель химии и научный руководитель исследовательских работ учащихся Академической гимназии СПбГУ, преподаватель учебных сессий в центре «Интеллект» (Ленинградская область), член жюри Всероссийской научно-практической конференции школьников по химии, кандидат химических наук
Доцент Института химии Санкт-Петербургского государственного университета, кандидат химических наук
Инженер MEL Science
Доцент кафедры физической химии Института химии Санкт-Петербургского государственного университета, кандидат химических наук
Аспирантка, стажер-исследователь Института химии Санкт-Петербургского государственного университета
Ассистент Института химии СПбГУ
Научный сотрудник физического факультета Санкт-Петербургского государственного университета
Аспирант, инженер-исследователь Института химии СПбГУ
Аспирант, инженер-исследователь Института химии СПбГУ
Аспирант Института химии СПбГУ
Студент Института химии Санкт-Петербургского государственного университета
Ассистент физического факультета СПбГУ, кандидат физико-математических наук
Доцент кафедры физической химии Института химии Санкт-Петербургского государственного университета, кандидат химических наук
Доцент кафедры молекулярной биофизики и физики полимеров физического факультета СПбГУ, кандидат физико-математических наук
Доцент кафедры лазерной химии и лазерного материаловедения Института химии Санкт-Петербургского государственного университета, преподаватель учебных сессий в центре «Интеллект» (Ленинградская область), преподаватель химии и научный руководитель исследовательских работ учащихся Академической гимназии СПбГУ, член жюри регионального этапа Всероссийской олимпиады школьников по химии, Санкт-Петербургской олимпиады школьников по химии и Всероссийской научно-практической конференции школьников по химии, доктор химических наук
Аспирант, инженер-исследователь Института химии Санкт-Петербургского государственного университета
Старший преподаватель кафедры молекулярной биофизики и физики полимеров физического факультета СПбГУ, кандидат физико-математических наук
Старший преподаватель кафедры аналитической химии Института химии Санкт-Петербургского государственного университета, кандидат химических наук
Доцент кафедры неорганической химии Института химии Санкт-Петербургского государственного университета, кандидат химических наук
Студент Института химии Санкт-Петербургского государственного университета
Студент Института химии Санкт-Петербургского государственного университета
Старший преподаватель Института химии СПбГУ, кандидат химических наук
Магистрант, стажер-исследователь Института химии Санкт-Петербургского государственного университета
Инженер-исследователь Института химии Санкт-Петербургского государственного университета
Положение о Ноябрьской химической образовательной программе
Образовательного центра «Сириус»
1. Общие положения
Настоящее Положение определяет порядок организации и проведения Ноябрьской химической образовательной программы Образовательного центра «Сириус» (далее – образовательная программа), ее методическое и финансовое обеспечение.
1.1. Образовательная программа по химии проводится в Образовательном центре «Сириус» (Образовательный Фонд «Талант и Успех) с 12 по 30 ноября 2020 года.
1.2. Общее число участников образовательной программы: до 70 человек. Из них: 11 класс – до 10 чел., 10 класс – до 50 чел., 9 класс – до 10 чел.
Координационный совет программы оставляет за собой право скорректировать указанные квоты в зависимости от количества поданных заявок и итогового рейтинга кандидатов.
1.3. Принять участие в образовательной программе могут только зарегистрировавшиеся школьники.
1.4. Для участия в конкурсном отборе на Ноябрьскую химическую образовательную программу приглашаются школьники 9-11 классов (по состоянию на 1 сентября 2020 года) из образовательных организаций всех регионов России, реализующих программы общего и дополнительного образования.
1.5. Принять участие в образовательной программе могут только граждане Российской Федерации.
1.6. Персональный состав участников образовательной программы утверждается Экспертным советом Образовательного Фонда «Талант и успех» (далее – Фонд) по направлению «Наука».
1.7. Научно-методическое и кадровое сопровождение образовательной программы осуществляют сотрудники Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет».
1.8. В связи с целостностью и содержательной логикой образовательной программы, интенсивным режимом занятий и объемом академической нагрузки, рассчитанной на весь период пребывания обучающихся в Образовательном центре «Сириус», не допускается участие школьников в отдельных мероприятиях или части образовательной программы: исключены заезды и выезды школьников вне сроков, установленных Экспертным советом Фонда по направлению «Наука».
1.9. В случае нарушений правил пребывания в Образовательном центре «Сириус» или требований настоящего Положения решением Координационного совета участник образовательной программы может быть отчислен с образовательной программы.
1.10. В течение учебного года (с июля по июнь следующего календарного года) допускается участие школьников не более, чем в двух образовательных программах по направлению «Наука» (по любым профилям, включая проектные образовательные программы), не идущих подряд.
2. Цели и задачи образовательной программы
2.1. Образовательная программа направлена на формирование у школьников представлений о современной методологии и технике лабораторного химического синтеза и анализа.
2.2. Задачи образовательной программы:
- развитие теоретических и экспериментальных навыков в области методологий и техник современной органической, аналитической, неорганической и физической химии,
- развитие практико-ориентированного мышления и умения работать в коллективе в процессе выполнения практико-ориентированных задач,
- развитие навыков решения нестандартных задач, подготовка к участию о олимпиадах различных уровней, химических турнирах,
- подготовка к участию во всероссийской олимпиаде школьников по химии, Международной Менделеевской олимпиаде.
3. Порядок отбора участников образовательной программы
3.1. Отбор участников образовательной программы осуществляется Координационным советом, формируемым Руководителем Образовательного Фонда «Талант и успех», на основании Порядка отбора школьников на профильные образовательные программы Фонда по направлению «Наука», а также требований, изложенных в настоящем Положении.
3.2. К участию в конкурсном отборе приглашаются учащиеся 9-11-х классов (на 1 сентября 2020 года) образовательных организаций, реализующих программы общего и дополнительного образования.
3.3. Для участия в конкурсном отборе необходимо пройти регистрацию на сайте Образовательного центра «Сириус».
Регистрация на программу открыта до 20 сентября 2020 года.
3.4. Отбор участников образовательной программы производится на основании рейтинга, определяемого на основании оценки достижений кандидата в олимпиадном движении и исследовательской работе.
3.4.1. Максимальный суммарный балл – 90. Учитывается одно максимальное значение за участие в олимпиадах и одно за исследовательскую деятельность.
Шкала перевода достижений в рейтинговые баллы, а также список необходимых подтверждающих документов:
3.4.1.1. Олимпиадные успехи (максимальный балл – 50, учитываются только результаты 2019/2020 года)
Также могут быть учтены результаты регионального этапа Всероссийской олимпиады школьников:
- 80-100 баллов - 25
- более 100 баллов - 35
Результаты других олимпиад (в том числе муниципального этапа Всероссийской олимпиады школьников и отборочных этапов олимпиад перечня РСОШ) не учитываются.
Сведения для оценки академических достижений формируются автоматически на основании данных из Государственного информационного ресурса о детях, проявивших выдающиеся способности.
Прикладывать к заявке подтверждающие документы не требуется.
3.4.1.2. Исследовательская деятельность (максимальный балл – 40, учитываются только результаты 2019/2020 года)
Только в области химических наук:
Подтверждающие документы – сканы дипломов и грамот, копия Положения о конференции, содержащая информацию о ее статусе (ссылка на интернет-ресурс, содержащий информацию о числе участников, призеров, победителей) информация о теме представленного доклада и реферат работы/презентация доклада.
Для перечисленных в п. 3.4.2. мероприятий представлять Положение и ссылки на интернет-ресурсы не нужно.
3.4.2. Список наиболее значимых мероприятий:
1. Школьные чтения имени Вернадского;
2. Школьные Харитоновские чтения;
3. Сахаровские чтения;
4. Конференция Intel Авангард;
5. Всероссийская научно-практическая конференции школьников по химии (СПбГУ);
6. Балтийский инженерный конкурс;
7. Открытая научно-практическая конференция школьников (Москва);
8. Международная научно-практическая конференция им. проф. Л.П.Кулева студентов и молодых ученых "Химия и химическая технология в XXI веке" (работает школьная секция);
9. Казань. "Нобелевские надежды КНИТУ";
10. Конкурс "Junior Skills";
11. Региональные и заключительные этапы Всероссийского турнира школьников по химии.
Координационный совет оставляет за собой право корректировать список по итогам экспертизы мероприятий. Окончательный список будет опубликован 28 сентября 2020 года.
3.4.3. При одинаковой сумме баллов приоритет отдается участнику, набравшему большее количество баллов за исследовательскую деятельность. При равенстве баллов за проектную деятельность приоритет отдается кандидату, не участвовавшему до этого в программах центра "Сириус".
3.4.4. Координационный совет оставляет за собой право изменять указанные в п. 3.4.1.2 баллы на основании независимой экспертизы представленной защищенной работы или нового проекта.
3.5. К участию в образовательной программе не допускаются участники сентябрьской образовательной программы по химии (1-19 сентября 2020 года).
Школьники, приглашенные на ноябрьскую образовательную программу по химии, не смогут принять участие в апрельской образовательной программе по химии (2021 года).
3.6. Учащиеся, отказавшиеся от участия в образовательной программе, могут быть заменены на следующих за ними по рейтингу школьников. Решение о замене участников принимается Координационным советом программы.
3.7. Список школьников, приглашенных к участию в образовательной программе, публикуется на сайте Образовательного центра «Сириус» не позднее 28 сентября 2020 года.
4. Аннотация образовательной программы
Образовательная программа направлена на формирование у школьников представлений о современной методологии и технике лабораторного химического синтеза и анализа.
В рамках образовательной программы освещаются аппаратурные возможности и инструменты современных синтетических лабораторий. Учащиеся познакомятся с теорией механохимических, фотохимических, электрохимических и микроволновых методов синтеза органических и неорганических соединений. Особое внимание уделяется свойствам (в т.ч., органолептическим) синтезируемых веществ и их связи со структурой соединений, а также сфере их применения.
В образовательную программу также включены научные и научно-популярные лекции преподавателей Санкт-Петербургского государственного университета, олимпиадные тренинги, научно-практическая конференция.
5. Финансирование образовательной программы
Оплата проезда, пребывания и питания школьников - участников образовательной программы - осуществляется за счет средств Образовательного Фонда «Талант и успех».
